基于物联网的水情测报系统

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1、基于物联网的水情测报系统第一章绪论1.1课题研究背景及意义水是人类的生命之源，因为地球上的水为万物生长提供了必不可少的重要资源，为人类历史文明发展提供了物质支持。在茫茫宇宙中的众多星体，只要有水的痕迹，就有可能发现生命。我国地大物博，水资源丰富，但由于人口基数大以及由于工业快速发展带来的污染，尽管我国的水资源总量每年平均达到2.77万亿立方米，排在全世界第六位的位置，但人均水资源占有量仅有2200平方米[1]。人均占有量与世界人均水资源占有量相比只占其中的25%，人均水资源占有量在世界110位，在联合国十三个缺水国家之列[2]。同时，对于我国国内水资源的具体地区的分布不

2、同，各地污染的不同程度，水资源又出现了新的突出的问题。我国国内水资源南北地区区别较大，各地降雨量分布不均匀，从我国水资源分布的最新统计数据显示，国土总面积的百分之四十以上是长江流域的南部地区，而这些面积中有将近81%是水资源。相较于南方的水资源比例，我国北方地区虽然在国土面积上占有数量上的优势，但其中所包含的水资源几乎不到19%。现如今，由于自然环境受到人类生产生活的影响以及对水资源的直接污染，我国多次面临水资源短缺的困境，加上经济的快速发展对水资源的更加依赖，使得对水资源不足的矛盾愈演愈烈[3]。水资源作为生存的自然资源，它不仅可以为人类提供必要的生命支持，同时也会对

3、人类造成重大的影响。在不同地域造成的洪涝灾害是影响人们正常生产生活的主要灾害之一[4]。洪水带给人们的灾害包括以下几种：1.将民居毁坏，引起塌方，对人类生命造成威胁；2.破坏人类生活物资，将农作物以及日常用品毁坏，造成资源短缺，粮食供给不足等问题；3.将各种信息设备破坏，妨碍正常通信，阻断经济命脉，对人们的经济生活造成不可挽回的损失[5]。近些年，在全世界范围内发生过多次洪水灾害[6]。据统计国内1951-1990年间平均每年发生严重洪涝灾害5.9次，死亡3000-4000人，倒塌房屋200余万间[7]。...............1.2水情测报系统在国内外的发展现状

4、水情测报系统是一种用于对江河湖泊进行水情灾害监控的系统，是一种将水情、通信技术、计算机技术等多种现代技术相互融合的系统[8]。是能够对水情数据进行实时测量、快速传送、有效处理的综合性手段。通过利用多种现代技术有效提高了原有水情测报系统的实时性、可靠性、准确性，大大提高了系统的处理能力。对于各种水域的水情监控及有效利用提供了有效支撑。水情测报系统技术还未问世之前，水情数据的全部依靠人工水情站以及雨量站借助邮电部门发送电报或者通过有线进行数据传送[9]，但这种方式会受到测报站的数量和具体位置的限制而不能达到及时传送信息的要求，从而制约了人工报汛的效率。与此同时，邮电部门的电

5、信传报信号收到自然条件的限制，在恶劣天气下，通信电路常常受阻，最终导致报信速度迟缓，延误最佳报汛时间，最终导致巨大的经济、人员损失。在对水情测报系统的研发上，国外发达国家起步较早，技术也较为成熟[10]。世界上较早开始研制抒情测报系统的是美国和日本[11]。20世纪60年代，美国和日本就开始对水情测报技术进行研究，20世纪70年代后期[12]。这些国家研制出的产品已经逐渐趋于成熟并投入国际市场当中。第一代水情测报系统产品是有分立式电子元件组装而成，后来随着单片机芯片以及微型计算机的发展和出现[13]。同时，随着当时无限电通信电台数据传送的质量提高，水情测报技术有了较快的

6、发展[14]。二十世纪后期，SM公司与陆军合作，共同开发了一套水情设备[25]。这是当时最具时代代表性的产品，曾经一度畅销于国际市场[15]。.........第二章物联网技术理论研究与关键技术的分析应用物联网技术(InterofThings,IoT)作为信息时代中信息技术发展的重要技术之一，不断提升着信息发展的速度和质量，也不断丰富着我们的日常生活和工作[40]。物联网就是通过已有的现代技术将物与物互联，物联网的第一层意思就是在互联网的基础上的进行了互联对象的扩展[41]；第二层意思是，物联网实现了物与物的之间直接互联，在物物之间传递信息[42]。物联网技术将传感器技

7、术、RFID技术以及计算机技术、通信技术融合与网络，是信息技术发展的又一次高潮[43]。2.1物联网技术的发展研究物联网是信息发展的全新思路，它的概念的提出最初是在20世纪90年代初期，在微软总裁比尔盖茨先生在他出版的《未来之路》中出现。在书中写到了物与物直接互联的思维雏形，但是这对于当时的信息技术发展而言，几乎是一种幻想，因为当时的无线网络技术、硬件传感器设备都不能达到这一全新思路的高度。因此在当时，这一理念没有被广泛关注。二十世纪九十年代末，物联网构想的雏形EPC(ElectronicProductCode)系统由麻省理工学院提出[4